J. Phys. IV France 12 (2002) Pr6-215
DOI: 10.1051/jp4:20020229

Étude par diffraction des rayons X de la nitruration plasma d'un acier 304L - Influence sur l'oxydation à 1000  C

L. Marot¹, H. Buscail², A. Straboni¹, F. Riffard², E. Caudron² and R. Cueff<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Métallurgie Physique, UMR 6630 du CNRS, boulevard Marie et Pierre Curie, BP. 30179, 86962 Futuroscope-Chasseneuil cedex, France
²  LVEEM, Laboratoire Vellave sur l'Élaboration et l'Étude des Matériaux, IUT Chimie, 8 rue J.B. Fabre, BP. 219, 43006 Le-Puy-en-Velay cedex, France

Abstract
This work presents the influence of various nitridation parameters on the 304L steel oxidation at 1000  C, in air under atmospheric pressure. Nitridation temperatures were ranging between 300  C and 430  C with exposure times lasting from 2 to 8 hours. At 300 and 430  C, the nitridation treatment leads to the solid solution surface formation -N without any nitride formation. After oxidation at 1000  C of blank specimens, X ray diffraction reveals the FeCr ₂O ₄ spinel formation. This oxide does not act as a good diffusion barrier. With nitrogen treated specimens, the higher the nitridation temperature is and the longer the exposure time is, better is the oxidation behaviour at 1000  C. We then observe that the Cr _1,3Fe _0,7O ₃ oxide is more present in the oxide sale from the very beginning of the oxidation test which is correlated to a final lower mass gain.

Résumé
Cette étude porte sur l'influence des paramètres de nitruration plasma sur l'oxydation de l'acier 304L à 1000  C, sous air, à la pression atmosphérique. Les températures employées lors de la nitruration ont été de 300  C et 430  C pour des durées de nitruration variant entre 2 et 8 heures. A 300 et 430  C, la nitruration conduit à la formation d'une solution solide -N en surface sans provoquer la formation de nitrures. Après oxydation à 1000  C du 304L non nitruré, la diffraction des rayons X révèle la formation d'une couche de type spinelle FeCr ₂O ₄ qui ne semble pas jouer le rôle de barrière de diffusion. Pour les échantillons préalablement nitrurés, plus la température de nitruration est élevée et plus la durée du traitement est longue, meilleur est le comportement en oxydation. Nous observons alors l'oxyde Cr _1,3Fe _0,7O ₃ en proportion importante dès le début de l'oxydation et une prise de masse finale plus faible.

© EDP Sciences 2002